JP2009074434A - Pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クローポール型モータを使用したポンプに関し、詳細には、ポンプの耐水圧向上技術に関する。 The present invention relates to a pump using a claw pole type motor, and more particularly to a technique for improving the water pressure resistance of a pump.
例えば、液体を吸排するポンプには、羽根車を回転駆動させるモータとして爪磁極を有したクローポール型モータを使用したものが知られている(例えば特許文献1など参照)。クローポール型モータは、構造が単純であることから生産性が良く、しかも製造コストも低く抑えることができるという利点を有している。 For example, a pump that sucks and discharges liquid is known that uses a claw pole type motor having claw magnetic poles as a motor that drives an impeller to rotate (see, for example, Patent Document 1). The claw pole type motor has an advantage that the structure is simple and the productivity is good and the manufacturing cost can be kept low.
通常、ポンプは、液体を吸排する羽根車と、吸入口及び吐出口を有したポンプケースと、羽根車を回転自在に収容させるポンプ室を前記ポンプケースと対をなして形成する分離板と、羽根車を回転駆動させるマグネットを有したロータと、ロータに回転駆動力を伝達する爪磁極を有したステータとを備え、前記分離板にて前記ロータと前記ステータとを水密状態に分離した構造となっている。
前記羽根車を回転自在に収容するポンプ室では、羽根車が回転することにより内圧が高まる。このポンプ室内の圧力に耐え得るためには、ロータとステータとを水密状態に分離する分離板の厚みを厚くして強度を高める必要がある。 In the pump chamber that houses the impeller rotatably, the internal pressure is increased by the rotation of the impeller. In order to withstand the pressure in the pump chamber, it is necessary to increase the strength by increasing the thickness of the separation plate that separates the rotor and the stator into a watertight state.
しかし、分離板の厚みを厚くしてしまうと、材料費がアップするばかりかモータ自在が大型化する。 However, if the thickness of the separation plate is increased, not only the material cost is increased, but also the motor flexibility is increased.
そこで、本発明は、分離板の厚みを厚くすることなくポンプの耐水圧を高めることができると共にモータの小型化を図ることのできるポンプを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a pump that can increase the water pressure resistance of the pump without increasing the thickness of the separation plate and can reduce the size of the motor.
本発明は、上記課題を解決するために、クローポール型モータを駆動源とするポンプにおいて、ロータとステータを水密状態に分離する分離板に、ステータを接触させた構造とする。 In order to solve the above problems, the present invention has a structure in which a stator is brought into contact with a separation plate that separates the rotor and the stator in a watertight state in a pump using a claw pole type motor as a drive source.
本発明のポンプによれば、分離板にステータを接触させることで、ポンプ室内の圧力を分離板に接触させたステータで受けることができ、ポンプの耐水圧を高めることができる。 According to the pump of the present invention, by bringing the stator into contact with the separation plate, the pressure in the pump chamber can be received by the stator in contact with the separation plate, and the water pressure resistance of the pump can be increased.
また、本発明のポンプによれば、ポンプ室内の圧力を分離板に接触させたステータで受けることができるため、分離板にかかる圧力が低減することから当該分離板の厚みを薄くすることができ、材料費を低減できる。 Further, according to the pump of the present invention, since the pressure in the pump chamber can be received by the stator in contact with the separation plate, the pressure applied to the separation plate is reduced, so that the thickness of the separation plate can be reduced. , Material cost can be reduced.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
「第1実施形態」
図1は第1実施形態のポンプの斜視図、図2は図1のA−A線断面図である。
“First Embodiment”
FIG. 1 is a perspective view of a pump according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
第1実施形態のポンプは、液体を吸排する羽根車1と、液体を吸排させる吸入口2及び吐出口3を有したポンプケース4と、羽根車1を回転自在に収容させるポンプ室5を前記ポンプケース4と対をなして形成する分離板6と、羽根車1を回転駆動させるマグネット7を有したロータ8と、ロータ8に回転駆動力を伝達する爪磁極9を有したステータ10と、ステータ10で発生させた磁界を制御する制御基板11と、を備えたクローポール型モータを駆動源としている。
The pump of the first embodiment includes an impeller 1 for sucking and discharging liquid, a pump case 4 having a
この第1実施形態のポンプは、分離板6を挟んで外側にロータ8を配置し且つ内側にステータ10を配置した、いわゆるアウター型ロータ構造のクローポール型モータを駆動源としたポンプ構造となっている。
The pump according to the first embodiment has a pump structure in which a claw pole type motor having a so-called outer type rotor structure in which a
ポンプ室5は、天面中央に開口された吸入口2と側壁に設けられた吐出口3とを有したポンプケース4に、ロータ8とステータ10を水密状態に分離(ポンプ部とモータ部を分離)する分離板6が結合されることにより形成されている。なお、ポンプケース4と分離板6の結合部分には、ポンプ部とモータ部を水密状態に仕切るために図示を省略するシール部材を介在させている。
The
羽根車1は、ポンプ室5に設けられた固定軸12に対し軸受け部13を介して回転自在に支承されている。かかる羽根車1は、固定軸12を中心に回転することにより、吸入口2からポンプ室5内へと吸い込んだ液体に遠心力を与えて吐出口3からポンプ外へと排出する。なお、軸受け部13の上部には、受板45が設けられている。
The impeller 1 is rotatably supported via a
ロータ8は、羽根車1に一体的に設けられた円筒体として形成され、その円筒部の内壁に磁気回路(磁束)を構成するマグネット7を設けている。マグネット7と分離板6との間には、ロータ8の回転時に接触しない程度の隙間(クリアランス)が確保されている。
The
ステータ10は、円筒体をなすロータ8の内側に分離板6を挟んで対向配置されている。かかるステータ10は、複数個の爪磁極(クローポール)9を有した鉄心に絶縁板14を介して環状コイル(巻線)15を配置させた構成とされ、前記分離板6に対して面接触させている。前記ロータ8と分離板6との間にはクリアランスを設けたが、ステータ10と分離板6との間にはクリアランスを設けることなく面接触状態で接触させている。このクローポール型のステータ10では、環状コイル15に通電することで発生した磁界を、爪磁極9からロータ8へと効率良く伝達することができる。
The
制御板11は、ステータ10の背面に設けられており、図示を省略した位置検出部からの信号を受けて環状コイル15で発生した磁界を制御する。
The
このように構成されたポンプにおいては、環状コイル15への通電により発生する磁界が爪磁極9からマグネット7へと伝達されることにより該マグネット7が吸引反発することで、前記ロータ8と一体的に設けられた羽根車1が、前記固定軸12を中心として回転する。そして、この羽根車1の回転に伴いポンプ作用が発生し、液体が吸入口2よりポンプ室5内へと吸込まれ、このポンプ室5内で加圧されて周囲方向へ圧送された液体は吐出口3からポンプ外へと吐出される。
In the pump configured as described above, a magnetic field generated by energization of the
羽根車1が回転すると、ポンプ室5は内圧が高まることから、その圧力が分離板6に作用する。通常、この圧力に対抗出来るだけの耐圧を確保するために分離板6の厚みを厚くするが、そうするとモータが大型化してしまう。しかしながら、本実施形態では、分離板6にステータ10を面接触状態で接触させた構造としているので、分離板6に作用した圧力をステータ10で受け止めて軽減することができる。
When the impeller 1 rotates, the internal pressure of the
これにより、本実施形態のポンプでは、分離板6の厚みを厚くすることなくポンプの耐水圧を高めることができる。また、本実施形態のポンプでは、分離板6の厚みを薄くできることから材料費も低減可能となる。さらに、本実施形態では、回転子とモータのエアギャップを小さくできるため、ポンプ効率が向上し、小型化に適したポンプを提供することができる。
Thereby, in the pump of this embodiment, the water pressure resistance of the pump can be increased without increasing the thickness of the
「第2実施形態」
第2実施形態のポンプは、分離板6とステータ10の接触部を凹凸形状とした例である。その他のポンプ構造は、第1実施形態で説明したアウター型ロータ構造のポンプと同一である。第2実施形態では、第1実施形態と異なる部分のみ説明し、共通部分に関してはその説明を省略するものとする。
“Second Embodiment”
The pump of 2nd Embodiment is an example which made the contact part of the
図3は第2実施形態のポンプの断面図、図4は分離板とステータの接触部を示す要部拡大断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the pump according to the second embodiment, and FIG.
第2実施形態のポンプでは、分離板6とステータ10の接触部を凹凸形状とすることで、第1実施形態のポンプに対してその接触面積を増加させている。分離板6には、マグネット7と対向する部位と羽根車1と対向する部位の両方の接触部位に凸部16Aと凹部16Bを交互に形成してある。一方、ステータ10には、分離板6に形成した凹凸形状の凹部16Bに嵌合する凸部17Aと、分離板6に形成した凸部16Aに嵌合する凹部17Bとが交互に形成してある。
In the pump according to the second embodiment, the contact area between the
このように、第2実施形態のポンプでは、分離板6とステータ10の接触部を互いの凸部16Aと凹部17B及び凹部16Bと凸部17Aとの嵌合により凹凸形状として接触させた構造としているので、第1実施形態におけるように分離板6とステータ10を面接触させた場合に比べて接触表面積を多くすることができる。そのため、本実施形態のポンプによれば、液体からの熱を分離板6を介して放熱させることができる。
As described above, in the pump of the second embodiment, the contact portion between the
「第3実施形態」
第3実施形態のポンプは、分離板を挟んで内側にロータを配置し且つ外側にステータを配置したインナー型ロータ構造のクローポール型モータを駆動源としたポンプである。図5は第3実施形態のポンプの断面図である。
“Third Embodiment”
The pump according to the third embodiment is a pump that uses a claw pole type motor having an inner type rotor structure in which a rotor is arranged on the inner side and a stator is arranged on the outer side with a separation plate interposed therebetween. FIG. 5 is a cross-sectional view of the pump of the third embodiment.
第3実施形態のポンプは、液体を吸排する羽根車21と、液体を吸排させる吸入口22及び吐出口23を有したポンプケース24と、羽根車21を回転自在に収容させるポンプ室25を前記ポンプケース24と対をなして形成する分離板26と、羽根車21を回転駆動させるマグネット27を有したロータ28と、ロータ28に回転駆動力を伝達する爪磁極(図示は省略する)を有したステータ30と、ステータ30で発生させた磁界を制御する制御基板31と、を備えたクローポール型モータを駆動源としている。
The pump of the third embodiment includes an impeller 21 for sucking and discharging liquid, a pump case 24 having a
そして、この第3実施形態のポンプは、分離板26を挟んで内側にロータ28を配置し且つ外側にステータ30を配置した、いわゆるインナー型ロータ構造のクローポール型モータを駆動源としたポンプ構造となっている。
The pump according to the third embodiment has a pump structure using a claw pole type motor having a so-called inner type rotor structure in which a
ポンプ室25は、天面中央に開口された吸入口22と側壁に設けられた吐出口23とを有したポンプケース24に、ロータ28とステータ30を水密状態に分離(ポンプ部とモータ部を分離)する分離板26が結合されることにより形成されている。なお、ポンプケース24と分離板26の結合部分には、ポンプ部とモータ部を水密状態に仕切るためにシール部材29を介在させている。
The
ロータ28は、羽根車21に一体的に設けられた円筒体として形成され、その円筒部の外壁に磁気回路(磁束)を構成するマグネット27を設けている。かかるロータ28は、ポンプケース24に設けられた軸支え部32と分離板26に設けられた軸支え部33に各端部を挿入嵌合させた固定軸34に対して、軸受け部35を介して回転自在に支承されている。固定軸34は、その両端側に取り付けられた回り止め板36、37により回転不可能とされている。なお、マグネット27と分離板26との間には、ロータ28の回転時に接触しない程度の隙間(クリアランス)が確保されている。
The
羽根車21は、ロータ28と一体化されていることから固定軸34を中心に回転し、吸入口22からポンプ室25内へと吸い込んだ液体に遠心力を与えて吐出口23からポンプ外へと排出する。
Since the impeller 21 is integrated with the
ステータ30は、ロータ28の外側に分離板26を挟んで対向配置されている。かかるステータ30は、複数個の爪磁極(クローポール)を有した鉄心に絶縁板(図示は省略する)を介してコイル(巻線)38を配置させた構成とされ、前記分離板26に対して面接触させている。前記ロータ28と分離板26との間にはクリアランスを設けたが、ステータ30と分離板26との間にはクリアランスを設けることなく面接触状態で接触させている。このクローポール型のステータ30では、コイル38に通電することで発生した磁界を、爪磁極からロータ28へと効率良く伝達することができる。
The
制御板11は、分離板26の背面に設けられており、位置検出センサである位置検出部39からの信号を受けてコイル38で発生した磁界を制御する。なお、このポンプでは、ポンプケース24を除いた部位全体がモールド樹脂40で覆われている。つまり、分離板26とステータ30と制御板11とがモールド樹脂40で被覆されている。
The
このように構成されたポンプにおいては、コイル38への通電により発生する磁界が爪磁極からマグネット27へと伝達されることにより該マグネット27が吸引反発することで、前記ロータ28と一体的に設けられた羽根車21が、前記固定軸34を中心として回転する。そして、この羽根車21の回転に伴いポンプ作用が発生し、液体が吸入口22よりポンプ室25内へと吸込まれ、このポンプ室25内で加圧され周囲方向へ圧送された液体は吐出口23からポンプ外へと吐出される。
In the pump configured as described above, the magnetic field generated by energizing the
羽根車21が回転すると、ポンプ室25は内圧が高まることから、その圧力が分離板26に作用する。本実施形態では、分離板26にステータ30を面接触状態で接触させた構造としているので、分離板26に作用した圧力をステータ30で受け止めて軽減することができる。これにより、本実施形態のポンプでは、分離板26の厚みを厚くすることなくポンプの耐水圧を高めることができる。また、本実施形態のポンプでは、分離板26の厚みを薄くできることから材料費も低減可能となる。さらに、本実施形態では、回転子とモータのエアギャップを小さくできるため、ポンプ効率が向上し、小型化に適したポンプを提供することができる。
When the impeller 21 rotates, the internal pressure of the
「第4実施形態」
第4実施形態のポンプは、分離板26とステータ30の接触部を凹凸形状とした例である。その他のポンプ構造は、第3実施形態で説明したインナー型ロータ構造のポンプと同一である。第4実施形態では、第3実施形態と異なる部分のみ説明し、共通部分に関してはその説明を省略するものとする。
“Fourth Embodiment”
The pump of 4th Embodiment is an example which made the contact part of the
図6は第4実施形態のポンプの断面図、図7は分離板とステータの接触部を示す要部拡大断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the pump according to the fourth embodiment, and FIG.
第4実施形態のポンプでは、分離板26とステータ30の接触部を凹凸形状とすることで、第3実施形態のポンプに対してその接触面積を増加させている。分離板26には、ステータ30と対向する部位のみに凸部41Aと凹部41Bを交互に形成してある。一方、ステータ30には、分離板26に形成した凹凸形状の凹部41Bに嵌合する凸部42Aと、分離板26に形成した凸部41Aに嵌合する凹部42Bと交互に形成してある。
In the pump of the fourth embodiment, the contact area between the
このように、第4実施形態のポンプでは、分離板26とステータ30の接触部を互いの凸部41Aと凹部42B及び凹部41Bと凸部42Aとの嵌合により凹凸形状として接触させた構造としているので、第3実施形態におけるように分離板26とステータ30を面接触させた場合に比べて接触表面積を多くすることができる。そのため、本実施形態のポンプによれば、液体からの熱を分離板26を介して放熱させることができる。
As described above, in the pump of the fourth embodiment, the contact portion between the
1、21…羽根車
2、22…吸入口
3、23…吐出口
4、24…ポンプケース
5、25…ポンプ室
6、26…分離板
7、27…マグネット
8、28…ロータ
9…爪磁極
10、30…ステータ
11、31…制御基板
15…環状コイル
16A、17A、41A、42A…凸部
16B、17B、41B、42B…凹部
38…コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 21 ...
Claims (4)
前記液体を吸排させる吸入口及び吐出口を有したポンプケースと、
前記羽根車を回転自在に収容させるポンプ室を前記ポンプケースと対をなして形成する分離板と、
前記羽根車を回転駆動させるマグネットを有したロータと、
前記ロータに回転駆動力を伝達する爪磁極を有したステータと、を備えたクローポール型モータを駆動源とするポンプであって、
前記ロータと前記ステータを水密状態に分離する前記分離板に、前記ステータを接触させた
ことを特徴とするポンプ。 An impeller for sucking and discharging liquid;
A pump case having an inlet and an outlet for sucking and discharging the liquid;
A separating plate that forms a pump chamber that accommodates the impeller rotatably, and forms a pair with the pump case;
A rotor having a magnet for rotationally driving the impeller;
A claw pole type motor having a claw magnetic pole for transmitting a rotational driving force to the rotor, and a pump having a claw pole motor as a drive source,
The pump, wherein the stator is brought into contact with the separation plate that separates the rotor and the stator into a watertight state.
前記分離板と前記ステータの接触部を凹凸形状とした
ことを特徴とするポンプ。 The pump according to claim 1,
The pump is characterized in that the contact portion between the separation plate and the stator has an uneven shape.
前記クローポール型モータは、前記分離板を挟んで外側にロータを配置し且つ内側にステータを配置したアウター型ロータ構造である
ことを特徴とするポンプ。 The pump according to claim 1 or 2, wherein
The pump according to claim 1, wherein the claw pole type motor has an outer rotor structure in which a rotor is arranged on the outer side of the separation plate and a stator is arranged on the inner side.
前記クローポール型モータは、前記分離板を挟んで内側にロータを配置し且つ外側にステータを配置したインナー型ロータ構造である
ことを特徴とするポンプ。 The pump according to claim 1 or 2, wherein
The pump according to claim 1, wherein the claw pole type motor has an inner type rotor structure in which a rotor is arranged on the inner side and a stator is arranged on the outer side with the separation plate interposed therebetween.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007243794A JP2009074434A (en) | 2007-09-20 | 2007-09-20 | Pump |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011037129A1 (en) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | パナソニック電工株式会社 | Pump |
WO2013101660A1 (en) * | 2011-12-30 | 2013-07-04 | Peopleflo Manufacturing, Inc. | Rotodynamic pump with electro-magnet coupling inside the impeller |
US8905728B2 (en) | 2011-12-30 | 2014-12-09 | Peopleflo Manufacturing, Inc. | Rotodynamic pump with permanent magnet coupling inside the impeller |
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2007
- 2007-09-20 JP JP2007243794A patent/JP2009074434A/en active Pending
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